模拟量输入输出单元AD转换DA转换课件.ppt

1、Date:2022-12-15 Page:1u模拟量输入模拟量输入/输出单元输出单元uA/DA/D转换、转换、D/AD/A转换转换第十一章第十一章 PLCPLC用于模拟量和位置控制用于模拟量和位置控制 一、模拟量控制一、模拟量控制二、位置控制二、位置控制u脉冲输出单元脉冲输出单元u运动控制模块运动控制模块Date:2022-12-15 Page:2一、一、模拟量输入模拟量输入/输出单元输出单元 以以三菱公司的三菱公司的F2-6AF2-6A模块为例，来说明模拟量输模块为例，来说明模拟量输入输出单元模块的有关性能：入输出单元模块的有关性能：F2-6AF2-6A是三菱公司是三菱公司F1F1、F2F2

2、系列系列PLCPLC的扩展单元，的扩展单元，为为8 8位位4 4通道输入、通道输入、2 2通道输出的模拟量输入输出单元通道输出的模拟量输入输出单元模块。模块。F2-6AF2-6A模块与模块与F1F1、F2F2系列系列PLCPLC连接示意图如下：连接示意图如下：123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:23-May-1980Sheet of File:F:文 章 f电 路 图 PLCPLC11章 图.DdbDrawn By:M8000RUNM1监 控M10无 出 错M18READYFNC78K0K30D4K1FROMFNC10K2010 D

3、4M0CMP特出功能模块号FNC79TO（P）K0K0 H3300K1FNC79TO（P）K0K1K4K2FNC78FROMK0K29K4K1FNC78FROMK0K5D0K2BFM号源数据传送字数M10M8000RUNM1监 控FNC78FROMK1K30D2K1特殊功FNC79TOK1K0H10K1号FNC79TOK1KD0K2BFMFNC78FROMK1K29K4K1M10FNC10K3010 D2M0CMPM10无 出 错M18“READY”M20出 错 的 范 围 正 常源数 传送能模块No.1将CH1的输出数据写入D0将CH2的输出数据写入D1M3据字数模拟量输出模拟量输入D/A转

4、换A/D转换光电隔离存储器8位BIN模拟量输入输出单元BCDBIN数据寄存器D700-D777(3位BCD码)BINBCDPC(ACPU)程序数据传送设置数据脉冲AD72计数脉冲减计数器A/D转换器接口模拟电压速度命令驱动单元司服放大反馈脉冲司服电机MPLGGPPTU多轴定位控制CPU控制程序司服程序位置命令补偿电子位置命令电子补偿位置反馈移动量位置命令偏差计数器接口AD司服放大器MR-SB速度命令控制脉冲司服放大速度反馈高速总线MPLG控 制 指 令控 制 状 态+Date:2022-12-15 Page:3 A/DA/D转换、转换、D/AD/A转换转换 模数转换（模数转换（A/DA/D）模

5、块：）模块：将现场仪表输出的将现场仪表输出的（标准）模拟量信号（标准）模拟量信号0-10mA0-10mA、4-20mA4-20mA、1-5VDC1-5VDC等转等转化为计算机可以处理的数字信号化为计算机可以处理的数字信号 数模转换（数模转换（D/AD/A）模块：）模块：将计算机内部的数将计算机内部的数字信号转化为现场仪表可以接收的标准信号字信号转化为现场仪表可以接收的标准信号4-20mA4-20mA等。等。如：如：1212位数字量（位数字量（0-40950-4095）4-20mA 4-20mA 2047 2047 对应的转换结果：对应的转换结果：12mA12mADate:2022-12-15

6、Page:4 A/DA/D转换转换变送器：变送器：温度变送器温度变送器 压力变送器压力变送器 流量变送器流量变送器 液位变送器液位变送器 成分分析仪成分分析仪传感器：传感器：Pt100 Cu50 热电偶热电偶 现场仪表模拟信号现场仪表模拟信号420mA010mA15VDCmV、模数转换模数转换(A/D、AI)端口端口(地址地址)数 字 信数 字 信号号0409501023CPU数 字 信数 字 信号号0409501023软件实现软件实现检测仪表检测仪表硬件滤波硬件滤波如：如：RC滤波滤波软件滤波软件滤波如：中值滤波如：中值滤波 软件软件RC滤波滤波 工程化转换工程化转换工程量工程量0100?k

7、PaDate:2022-12-15 Page:5 一般是由一般是由多路转换开关多路转换开关、前置放大器前置放大器、采样保持采样保持器器、ADCADC（Analog to Digital ConverterAnalog to Digital Converter）等组成等组成 A/DA/D组成：组成：前置放大前置放大采样保持采样保持内、外内、外补偿补偿多路多路转换转换ADC光电光电隔离隔离数据数据驱动驱动锁存锁存数据数据总线总线控制单元控制单元控制控制总线总线输入信号输入信号1输入信号输入信号nA/DA/D转换通常有二种方式：转换通常有二种方式：逐次比较型逐次比较型 双积分型双积分型 Date:2

8、022-12-15 Page:61 1模拟量输入模块模拟量输入模块FX-4ADFX-4ADCOMX0X1X2X3X4X5X6汇点式COM1Y0Y1Y2Y3COM1Y0Y1Y2Y3COM2COM2COM3COM4分组式分隔式 FX-4AD FX-4AD为为4 4通道通道1212位位A/DA/D转换模块，根据外部连转换模块，根据外部连接方法及接方法及PLCPLC指令，可选择电压输入或电流输入，是指令，可选择电压输入或电流输入，是一种与一种与F2-6AF2-6A相比具有高精确度的输入模块。相比具有高精确度的输入模块。Date:2022-12-15 Page:7Date:2022-12-15 Page

9、:8 2 2温度传感器模拟量输入模块温度传感器模拟量输入模块FX-2AD-PTFX-2AD-PT FX-2AD-PTFX-2AD-PT是是2 2通道温度传感器输入通道温度传感器输入1212位位A/DA/D转换转换模块，这是一种内附温度传感器前置放大器的模拟电模块，这是一种内附温度传感器前置放大器的模拟电压量输入模块，它可以直接与三线的铂电阻压量输入模块，它可以直接与三线的铂电阻PT-100PT-100直直接连接。接连接。Date:2022-12-15 Page:9 3 3热电偶温度传感器模拟量输入模块热电偶温度传感器模拟量输入模块 FX-4AD-TCFX-4AD-TC FX-4AD-TCFX-

10、4AD-TC是是4 4通道热电偶温度传感器模拟量输入通道热电偶温度传感器模拟量输入模块。模块。Date:2022-12-15 Page:10Date:2022-12-15 Page:11 D/AD/A转换转换调节阀调节阀变频器变频器执行器控制信号执行器控制信号420mA010mA15VDC010VDC数模转换数模转换(D/A、AO)端口端口(地址地址)数 字 信数 字 信号号0409501023CPU工程量工程量0100软件实现软件实现数 字 信数 字 信号号0409501023工程化反变换工程化反变换Date:2022-12-15 Page:12COMX0X1X2X3X4X5X6汇点式COM

11、1Y0Y1Y2Y3COM1Y0Y1Y2Y3COM2COM2COM3COM4分组式分隔式 FX-2DAFX-2DA为为2 2通道通道1212位位D/AD/A转换模块，每个通道可独立转换模块，每个通道可独立设置电压或电流输出。设置电压或电流输出。FX-2DAFX-2DA是一种与是一种与F2-6AF2-6A相比具有相比具有高精确度的输出模块。高精确度的输出模块。4 4模拟量输出模块模拟量输出模块FX-2DAFX-2DADate:2022-12-15 Page:13Date:2022-12-15 Page:14二、位置控制二、位置控制 位置控制是对工位的控制，可由位置控制模块实位置控制是对工位的控制，

12、可由位置控制模块实现现.PLC.PLC系统可作为整个位置控制系统中的一个控制环节，系统可作为整个位置控制系统中的一个控制环节，配上伺服放大器或驱动放大器，就可以将位置控制功能配上伺服放大器或驱动放大器，就可以将位置控制功能和逻辑控制、顺序控制等一揽子解决。和逻辑控制、顺序控制等一揽子解决。Date:2022-12-15 Page:15 利用利用PLCPLC模块实现位置控制的优点：模块实现位置控制的优点：1、在实现位置控制的时候，可充分利用在实现位置控制的时候，可充分利用PLCPLC系统的系统的硬件和软件资源。更便于在柔性制造系统（硬件和软件资源。更便于在柔性制造系统（FMSFMS）、计）、计算

13、机集成制造系统（算机集成制造系统（CIMSCIMS）或工厂自动化（）或工厂自动化（FAFA）系统中）系统中大量应用位置控制。大量应用位置控制。2 2、用户可根据自身要求灵活配置系统，既降低成本，、用户可根据自身要求灵活配置系统，既降低成本，又能因地制宜。又能因地制宜。3 3、可靠性高，维护方便。、可靠性高，维护方便。Date:2022-12-15 Page:16 脉冲输出单元脉冲输出单元 1 1点位控制的脉冲输出单元点位控制的脉冲输出单元F2-30GM F2-30GM 2 2脉冲输出模块脉冲输出模块FX-1PGFX-1PG（FXFX2 2、FXFX2C2C用）用）3 3脉冲输出单元脉冲输出单元

14、FX-1GMFX-1GM（FXFX2 2、FXFX2C2C用）用）4 42 2轴定位单元轴定位单元FX-20GMFX-20GM Date:2022-12-15 Page:17 1 1点位控制的脉冲输出单元点位控制的脉冲输出单元F2-30GMF2-30GM 脉冲输出单元脉冲输出单元F2-30GMF2-30GM与步进电机或伺服电机驱与步进电机或伺服电机驱动器相接，可驱动步进电机或伺服电机实现位置控动器相接，可驱动步进电机或伺服电机实现位置控制。制。Date:2022-12-15 Page:18 F2-30GMF2-30GM应用系统方框图应用系统方框图Date:2022-12-15 Page:192

15、 2脉冲输出模块脉冲输出模块FX-1PGFX-1PG（FXFX2 2、FXFX2C2C用）用）FX-1PGFX-1PG脉冲输出模块是一种根据脉冲输出模块是一种根据FROM/TOFROM/TO指令进行指令进行与与FXFX2 2、FXFX2C2C系列系列PLCPLC数据交换的特殊功能模块。用一台数据交换的特殊功能模块。用一台FX-1PGFX-1PG独立进行一轴定位控制，而一台独立进行一轴定位控制，而一台PLCPLC则最多可连则最多可连8 8台台FX-1PGFX-1PG。Date:2022-12-15 Page:203 3脉冲输出单元脉冲输出单元FX-1GMFX-1GM（FXFX2 2、FXFX2C

16、2C用）用）FX-1GMFX-1GM是一种采用定位专用语言的简易高功能定是一种采用定位专用语言的简易高功能定位装置。通用的具有位装置。通用的具有7 7点输入、点输入、7 7点输出，还备有定位点输出，还备有定位控制编程语言。控制编程语言。FX-1GMFX-1GM脉冲输出单元最高输出频率为脉冲输出单元最高输出频率为100K100K波特率，波特率，可得到足够的控制精度。可得到足够的控制精度。Date:2022-12-15 Page:214 42 2轴定位单元轴定位单元FX-20GMFX-20GM FX-20GMFX-20GM是一个能独立进行是一个能独立进行2 2轴定位控制的装置。轴定位控制的装置。它

17、不仅备有定位控制语言、编程控制语言，还有可进它不仅备有定位控制语言、编程控制语言，还有可进行数据处理的功能指令，因此可独立进行更高级的定行数据处理的功能指令，因此可独立进行更高级的定位控制。位控制。Date:2022-12-15 Page:22Date:2022-12-15 Page:23Date:2022-12-15 Page:24 运动控制模块运动控制模块 1 1角位控制开关角位控制开关F2-32-RM-SET F2-32-RM-SET 2 2A A系列的运动控制模块系列的运动控制模块 （1 1）位置控制功能模块）位置控制功能模块AD71AD71和和AD72AD72 （2 2）实现运动控制

18、和顺控一体化的）实现运动控制和顺控一体化的A73CPU A73CPU 模块模块 Date:2022-12-15 Page:25 F2-32RM-SETF2-32RM-SET可编程轮开关集可编程轮开关集CPUCPU、电源、输入、输、电源、输入、输出编程器于一体，可通过简单的键操作，替代出编程器于一体，可通过简单的键操作，替代3232个凸轮个凸轮开关，进行开关，进行3232个输出动作，实现角位置控制。个输出动作，实现角位置控制。1 1角位控制开关角位控制开关F2-32-RM-SETF2-32-RM-SETDate:2022-12-15 Page:262 2A A系列的运动控制模块系列的运动控制模块

19、 （1 1）位置控制功能模块）位置控制功能模块AD71AD71和和AD72AD72 位置控制功能模块位置控制功能模块AD71AD71和和AD72AD72是一种高精度定位智是一种高精度定位智能化定位模块。能化定位模块。AD71AD71与与AD72AD72的主要区别在于的主要区别在于AD71AD71没有偏差计数器与没有偏差计数器与D/AD/A变换这两个环节。变换这两个环节。Date:2022-12-15 Page:27位置控制功能模块位置控制功能模块AD72AD72的工作原理框图：的工作原理框图：PC(ACPU)程序数据传送设置数据脉冲AD72计数脉冲减计数器A/D转换器接口模拟电压速度命令驱动单

20、元司服放大反馈脉冲司服电机MPLGGPPTUDate:2022-12-15 Page:282 2A A系列的运动控制模块系列的运动控制模块 （2 2）实现运动控制和顺控一体化的）实现运动控制和顺控一体化的A73CPUA73CPU模块模块 A73CPUA73CPU是是A A系列系列PLCPLC中一种专门用于运动控制的中一种专门用于运动控制的CPUCPU。以以A73CPUA73CPU为核心的三菱多轴定位系统，将伺服控制功能为核心的三菱多轴定位系统，将伺服控制功能和顺控、逻辑控制等功能以最佳方式结合在一起，以适和顺控、逻辑控制等功能以最佳方式结合在一起，以适应工厂自动化所必须满足的多品种、小批量生产

21、的要求，应工厂自动化所必须满足的多品种、小批量生产的要求，达到生产的高度灵活性和可靠性的统一。达到生产的高度灵活性和可靠性的统一。Date:2022-12-15 Page:29A73CPUA73CPU位置控制系统原理图位置控制系统原理图123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:23-May-1980Sheet of File:F:文 章 f电 路 图 PLCPLC11章 图.DdbDrawn By:M8000RUNM1监控M10无出错M18READYFNC78K0K30D4K1FROMFNC10K2010D4 M0CMP特出功能模块号FN

22、C79TO（P）K0K0 H3300 K1FNC79TO（P）K0K1K4K2FNC78FROMK0K29K4K1FNC78FROMK0K5D0K2BFM号源数据传送字数M10M8000RUNM1监控FNC78FROMK1K30 D2K1特殊功FNC79TOK1K0 H10 K1号FNC79TOK1KD0K2BFMFNC78FROMK1 K29K4K1M10FNC10K3010D2 M0CMPM10无出错M18“READY”M20出错的范围正常源数传送能模块No.1将CH1的输出数据写入D0将CH2的输出数据写入D1M3据字数模拟量输出模拟量输入D/A转换A/D转换光电隔离存储器8位BIN模拟量输入输出单元BCDBIN数据寄存器D700-D777(3位BCD码)BINBCDPC(ACPU)程序数据传送设置数据脉冲AD72计数脉冲减计数器A/D转换器接口模拟电压速度命令驱动单元司服放大反馈脉冲司服电机MPLGGPPTU多轴定位控制CPU控制程序司服程序位置命令补偿电子位置命令电子补偿位置反馈移动量位置命令偏差计数器接口AD司服放大器MR-SB速度命令控制脉冲司服放大速度反馈高速总线MPLG控制指令控制状态+Date:2022-12-15 Page:30作业布置：作业布置：练习册：练习册：Date:2022-12-15 Page:31